第一章 电力系统等值电路
例1：有一长度为100km 的110kV 输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m ，求线路参数及输电线路的等值电路。
解：线路单位长度电阻为
由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为
线路单位长度电抗为
线路单位长度电纳为
不计电导参数，全线路的集中参数为
该线路等值电路的修正系数应取为: 1Z
k
=,1Y k =，
则等值电路如1-9图所示：
例 2：已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量120MV A ，容量比为
100/100/50，变比为220/121/10.5kv ，
%I =0.9，△P0=123.1KW ，
(12)P k -?=660KW ， (31)'P k -?=256KW ，(23)'P k -?=227KW ，(12)U k -%=24.7，(31)U k -%=14.7，(23)U k -%=8.8。试计算变压器参数，并作等值电路。
电抗参数为
等值电路如图1一14所示(在变压器参数计算时，应根据题目要求，将参数归到U就应选用该侧的额定电压)。
某一侧，计算时
N
思考题与习题
一、思考题
1、 电力变压器的主要作用是什么?主要类别有哪些?
2、 电力线路一般用怎样的等值电路来表示?集中参数如何计算?
3、 为什么要规定电力系统的电压等级?我国主要的电压等级有哪些?电力系统各元件(设备)的额定电压是如何确定的?
4、 变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的?如何用这两个试验得到的数据计算变压器等值电路中的参数? 二、练习题
1、某三相单回输电线路.采用LGJJ 一300型导线，已知导线的相间距离为D=6m,查手册.该型号导线的计算外径为25.68mm 。试求:(1)三相导线水平布置且完全换位时.每公里线路的电抗值和电纳值;(2)三相导线按等边三角形布置时，每公里线路的电抗值和电纳值。
2、一长度为600km 的500kV 架空线路，使用4?LGJQ-400型四分裂导线，rl = 0.018/km Ω,x1=0.275/km Ω,64.05101b -=?S/km,1g =0, 试计算该线路的π型等值电路参数，并作等值电路。
3、某10kV 变电站装有一台SJL1-630/10型变压器，其铭牌数据如下:S N =630KV A,电压为10/0.4KV ,0P ?=1.3kw,P k ?=8.4kw,%4k u =,%2,0I = 求归算到变压器高压侧的各项参数，并作等值电路。
5、 一台SFL1-31500/35型双绕组三相变压器.额定变比为35/11kV , 0P ?=30kw ，
% 1.2,0I =P k ?=177.2kw, %8U k =，求变压器归算到低压侧参数的有名值，并作等值电路。
6、某三相三绕组自藕变压器容量为90/90/45MV A.电压为220/121/11kV ,短路损耗：(12)P k -?=325kw, (13)'P k -?=345kw, (23)'P k -?=270kw, 短路电压:(12)k u -%=10,
'
(13)k u -%=18.6,
'(23)
k u
-=12.1, 空载损耗：0P ?=104kw, %0.65,0I =试求该变压
器的参数.并作等值电路。
6、 型号为SFS-4000/220的三相三绕组变压器，容量比为100/100/100,额定变比为220/38.5/11，0P ?=46.8kw, %0.9,0I =(12)P k -?=217kw, (13)P k -?=200.7kw,
(23)P k -?=158.6kw, (12)U k -%=17, (13)U k -%=10.5, (23)U k -%=6. 试求:(I)归算到高压侧的变压器参数有名值;(2). 变压器用多电压等级的π型等值电路表示时参数有名值.并作等值电路。
7、 图1-26是某输电系统的网络图，各元件的额定参数在图中标出(标么值参数均是以自身额定值为基准)。试分别用如下两种方法计算发电机G 到受端系统各元件的标么值电抗(取Sn=220MV A. (220)U n =209kV): (I)精确计算(即按变压器实际变比计算);(2)近似计算(即按平均额定电压计算) .
8、如图I-27所示电力系统，试用(1)精确计算。(2)近似计算，作该系统的等值
电路，(线路电杭X1 =0.4 /km)
第二章 电力系统各元的参数及等值网络 一、电力系统各元件的参数和等值电路 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为—150，水平排列，其线间距离为4，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-1 解： 对LGJ —150型号导线经查表得：直径d =17mm Ω=5.31ρmm 2/km 于是半径： r =17/2=8.5mm 04.5424433=???==ca bc ab m D D D D m=5040mm 单位长度的电阻：/21.0150 5 .3120Ω== = S r ρ km /225.0)]2040(0036.01[21.0)]20(1[2040Ω=-+?=-+=t r r αkm 单位长度的电抗： /416.00157.05.85040 lg 1445.00157.0lg 1445.01Ω=+=+=r D x m km 单位长度的电纳：/1073.2105.85040 lg 58 .710lg 58.76661S r D b m ---?=?=?=km 集中参数： S L b B L x X L r R 461111018.2801073.23.3380416.01880225.0--?=??==Ω =?==Ω=?== S B 41009.12 -?= 2-2 某220kV 输电线路选用LGJ —300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离为6m ，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。 2-2 解： 查表：LG J —300型号导线 d =24.2mm Ω=5.31ρmm 2/km 于是 r =24.2/2=12.1mm 560.762663=???=m D m=7560mm 单位长度的电阻：/105.0300 5 .311Ω== = S r ρ km 单位长度的电抗：/42.00157.01 .127560 lg 1445.01Ω=+=x km 习题解图2-1 18+j33.3Ω 10-4S
电力系统短路电流计算书 1 短路电流计算的目的 a. 电气接线方案的比较和选择。 b. 选择和校验电气设备、载流导体。 c. 继电保护的选择与整定。 d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e. 大、中型电动机起动。 2 短路电流计算中常用符号含义及其用途 a. 2I －次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 b. ch I －三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳 定及断路器额定断流容量。 c. ch i －三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 d. I ∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e. "z S －次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f. S ∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3 短路电流计算的几个基本假设前提 a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。 b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。 d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4 基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b ＝100MVA ，基准电压U b 取各级电压的平均 电压，即 U b ＝U p ＝，基准电流 b b I S =；基准电抗 2b b b b X U U S ==。
常用基准值表（S 基准电压U b （kV ） 37 115 230 基准电流I b （kA ） 基准电抗X b （Ω） 132 530 各电气元件电抗标么值计算公式 元件名称 标 么 值 备 注 发电机（或电动机） " % "*100 cos d b N X S d P X φ =? "%d X 为发电机次暂态电抗的百 分值 变压器 %" * 100 k b N U S T S X = ? %k U 为变压器短路电压百分值， S N 为最大容量线圈额定容量 电抗器 2%*100 3k N b N b X U S k I U X =? ? %k X 为电抗器的百分电抗值 线路 2*0b b S l U X X l =? 其中X 0为每相电抗的欧姆值 系统阻抗 *b b kd S S c S S X = = S kd 为与系统连接的断路器的开断容量；S 为已知系统短路容量 其中线路电抗值的计算中，X 0为： a. 6~220kV 架空线 取 Ω/kM b. 35kV 三芯电缆 取 Ω/kM c. 6～10kV 三芯电缆 取 Ω/kM 上表中S N 、S b 单位为MVA ，U N 、U b 单位为kV ，I N 、I b 单位为kA 。 5 长岭炼油厂短路电流计算各主要元件参数 系统到长炼110kV 母线的线路阻抗（标么值） a. 峡山变单线路供电时： 最大运行方式下：正序； 最小运行方式下：正序 b. 巴陵变单线路供电时： 最大运行方式下：正序
第一章 电力系统等值电路 例1：有一长度为100km 的110kV 输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m ，求线路参数及输电线路的等值电路。 解：线路单位长度电阻为 由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为 线路单位长度电抗为 线路单位长度电纳为 不计电导参数，全线路的集中参数为 该线路等值电路的修正系数应取为: 1Z k =,1Y k =， 则等值电路如1-9图所示：
例 2：已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量120MV A ，容量比为 100/100/50，变比为220/121/10.5kv ， %I =0.9，△P0=123.1KW ， (12)P k -?=660KW ， (31)'P k -?=256KW ，(23)'P k -?=227KW ，(12)U k -%=24.7， (31)U k -%=14.7，(23)U k -%=8.8。试计算变压器参数，并作等值电路。
电抗参数为 等值电路如图1一14所示(在变压器参数计算时，应根据题目要求，将参数归到U就应选用该侧的额定电压)。 某一侧，计算时 N
思考题与习题 一、思考题 1、 电力变压器的主要作用是什么?主要类别有哪些? 2、 电力线路一般用怎样的等值电路来表示?集中参数如何计算? 3、 为什么要规定电力系统的电压等级?我国主要的电压等级有哪些?电力系统各元件(设备)的额定电压是如何确定的? 4、 5、 变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的?如何用这两个试验得到的数据计算变压器等值电路中的参数? 二、练习题 1、某三相单回输电线路.采用LGJJ 一300型导线，已知导线的相间距离为D=6m,查手册.该型号导线的计算外径为25.68mm 。试求:(1)三相导线水平布置且完全换位时.每公里线路的电抗值和电纳值;(2)三相导线按等边三角形布置时，每公里线路的电抗值和电纳值。 2、一长度为600km 的500kV 架空线路，使用4?LGJQ-400型四分裂导线，rl = 0.018/km Ω,x1=0.275/km Ω,64.05101b -=?S/km,1g =0, 试计算该线路的π型等值电路参数，并作等值电路。
基尔霍夫方程组 基尔霍夫方程组 （1）基尔霍夫第一方程组又称结点电流方程组，它指出，会于节点的各支路电流强度的代数和为零 即：∑I = 0 。 上式中可规定，凡流向节点的电流强度取负而从节点流出的电流强度取正（当然也可取相反的规定），若复杂电路共有n个节点，则共有n-1个独立方程。 基尔霍夫第一方程组是电流稳恒要求的结果，否则若流入与流出节点电流的代数和不为零，则节点附近的电荷分布必定会有变化，这样电流也不可能稳恒。 （2）基尔霍夫第二方程组又称回路电压方程组，它指出，沿回路环绕一周，电势降落的代数和为零 即：∑IR —∑ε= 0。 式中电流强度I的正、负，及电源电动势ε的正、负均与一段含源电路的欧姆定律中的约定一致。由此，基尔霍夫第二方程组也可表示为：∑IR = ∑ε 。 列出基尔霍夫第二方程组前，先应选定回路的绕行方向，然后按约定确定电流和电动势的正、负。 对每一个闭合回路都可列出基尔霍夫第二方程，但要注意其独立性，可行的方法是：从列第二个回路方程起，每一个方程都至少含有一条未被用过的支路，这样可保证所立的方程均为独立方程；另外为使有足够求解所需的方程数，每一个方程都至少含有一条已被用过的支路。 用基尔霍夫方程组解题的步骤： 1．任意地规定各支路电流的正方向。 2．数出节点数n，任取其中（n-1）个写出（n-1）个节点方程。 3．数出支路数p，选定m=p-n+1个独立回路，任意指定每个回路的绕行方向，列出m 个回路方程。 4．对所列的（n-1）+ （p-n+1）=p个方程联立求解。 5．根据所得电流值的正负判断各电流的实际方向。
第九章 复杂直流电路的分析与计算 一、填空题 1．所谓支路电流法就是以____ 为未知量，依据____ 列出方程式，然后解联立方程得 到____ 的数值。 2．用支路电流法解复杂直流电路时，应先列出____ 个独立节点电流方程，然后再列出 _____个回路电压方程（假设电路有n 条支路，m 各节点，且n>m ）。 3．图2—29所示电路中，可列出____个独立节点方程，____个独立回路方程。 4．图2—30所示电路中，独立节点电流方程为_____，独立网孔方程为_______、______。 5．根据支路电流法解得的电流为正值时，说明电流的参考方向与实际方向____；电流为负 值时，说明电流的参考方向与实际方向____。 6． 某支路用支路电流法求解的数值方程组如下： 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 则该电路的节点数为____,网孔数为___。 7．以___ 为解变量的分析方法称为网孔电流法。 8．两个网孔之间公共支路上的电阻叫____ 。 9．网孔自身所有电阻的总和称为该网孔的_______。 图2—36 图2—37 图2—38 10．图2—36所示电路中，自电阻R 11=____，R 22=_____，互电阻R 12=___。 11．上题电路，若已知网孔电流分别为I Ⅰ、I Ⅱ,则各支路电流与网孔电流的关系式为： I 1=___、I 2=____、I 3=____。 12．以____ 为解变量的分析方法称为结点电压法。 13．与某个结点相连接的各支路电导之和，称为该结点的_____ 。 14．两个结点间各支路电导之和，称为这两个结点间的____ 。 15．图2—42所示电路中，G 11=_____ 、G 22=_____ 、G 12=_____ 。
一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为
《电力系统分析》课程设计报告题目：3G9bus短路电流计算 系别电气工程学院 专业班级10级电气四班 学生姓名 学号 指导教师 提交日期 2012年12月10日
目录 一、设计目的 (3) 二、短路电流计算的基本原理和方法 (3) 2.1电力系统节点方程的建立 (3) 2.2利用节点阻抗矩阵计算短路电流 (4) 三、3G9bus短路电流在计算机的编程 (6) 3.1、三机九节点系统 (6) 3.3输出并计算结果 (13) 四．总结 (15)
一、设计目的 1.掌握电力系统短路计算的基本原理； 2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB 语言或FORTRAN 或C 语言或C++语言）； 3.采用计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。 二、短路电流计算的基本原理和方法 2.1电力系统节点方程的建立 利用节点方程作故障计算，需要形成系统的节点导纳（或阻抗）矩阵。一般短路电流计算以前要作电力系统的潮流计算，假定潮流计算的节点导纳矩阵已经形成，在此基础上通过追加支路的方式形成电力短路电流计算的节点导纳矩阵YN 。 1）对发电机节点 在每一发电机节点增加接地有源支路 i E 与i i i Z R jX =+串联 求短路稳态解: i Qi E E = i i qi Z R jX =+ 求短路起始次暂态电流解:i i E E ''= i i i Z R jX ''=+ 一般情况下发电机定子绕组电阻忽略掉，并将i E 与i i i Z R jX =+的有源支路转化成电流源 i i i I E Z =与导纳 1 i i i i i Y G B R jX =+= +并联的形式 2）负荷节点的处理 负荷节点在短路计一算中一般作为节点的接地支路，并用恒定阻抗表示，其数值由短路前瞬间的负荷功率和节点实际电压算出，即首先根据给定的电力系统运行方式制订系统的等值电路，并进行各元件标么值参数的计算，然后利用变压器和线路的参数形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵 YN 。 2?k LDk LDk LDk LDk V Z R jX S =+= 2 ?LDk LDk LDk LDk k S Y G jB V =+=
电路问题计算的先决条件是正确识别电路，搞清楚各部分之间的连接关系。对较复杂的电路应先将原电路简化为等效电路，以便分析和计算。识别电路的方法很多，现结合具体实例介绍十种方法。 一、特征识别法 串并联电路的特征是；串联电路中电流不分叉，各点电势逐次降低，并联电路中电流分叉，各支路两端分 别是等电势，两端之间等电压。根据串并联电路的特征识别电路是简化电路的一种最基本的方法。 例1 ．试画出图1 所示的等效电路。 —b 各点电势逐次降低，两条支路的 和R4 并联后与R2 串联，再与R1 并联， 等效电路如图2 所示。 B 端流出。支路a—R1—b 和a—R2—R3(R4) a、b 两点之间电压相等，故知R3 、伸缩翻转法 无阻导线可以延长或缩 短，或将一 翻转时支路的两端保持不动； 但不 能越过元件。这样就提供了简化电路的一种方法，我们把这种方法称为伸缩翻转法。 解：设电流由 A 端流入，在a 点分叉，b 点汇合，由 在实验室接电路时常常可以这样操 作， 翻过来转过去， 支路翻到别处， 也可以 导线也可以从
解：先将连接a、c 节点的导线缩短，并把连接 R3—C —R4 支路外边去，如图4。 再把连接a、C 节点的导线缩成一点，把连接成一点，并把R5 连到节点的导线伸长线上( 图5) 。由此可看出联，接到电源上。 b、d 节点的导线伸长翻转到 b、d 节点的导线也缩 d R2、R3 与R4 并联，再与R1 和R5 串
三、电流走向法 电流是分析电路的核心。从电源正极出发 （ 无源电路可假设 电 流由一端流入另一端流出 ） 顺着电流 的走向，经各电阻绕外电路巡行一周至电源的负极， 凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联， 凡是电 流有分叉地分别流过的电阻均为并联。 例 3 ．试画出图 6 所示的等效电路。 解：设想把 A 、 B 两点分别接到电源的正负极上进行分析， A 、 D 两点电势相等， B 、 C 两点电 势也相等，分别画成两条线段。电阻 R1 接在 A 、 C 两点，也即接在 A 、 B 两点； R2 接在 C 、 D 两点，也即接在 B 、 A 两点； R3 接在 D 、 B 两点，也即接在 A 、 B 两点， R4 也接在 A 、 B 两点，可见四个电阻都接在 A 、 B 两点之间均为并联 （ 图 9） 。所以， PAB =3 Ω。 解：电流从电源正极流出过 A 点分为三路 （AB 导线可缩为一点 D 点流 入电源负极。第一路经 R1 直达 D 点，第二路经 达 C 点，显然 R ） ，经外电路巡行 R2 到达 C 点，第三路经 R3 也到 2 和 R 3 接联在 点经 R4 到达 D 点，可知 联后与 R4 串联，再与 AC 两点之间为并联。二、三络电流同汇于 c R2、 R3 并 R1 并联，如图 7 所示。 四、等电势法（不讲） 在较复杂的电路中往往能找到电势相等的点， 为一点， 或画在一条线段 把所有电势相等的点归结 上。当两等势点之间有非电源元件时， 既无电源又无电流时， 取消这一支路。我们将这种简比电路的方法称为等电势法 可将之去掉不考虑； 当某条支路 法称 例 4 ．如图 8 所示，已知 R1=R 2=R 3=R4=2Ω， 两点间的总电阻
建立电网等值电路算例 例：电力网络接线如图所示。线路AB 的参数为km r /2.01Ω=、km x /4.01Ω=、km S b /10361-?=； 线路CD 的参数为1 1.2/r km =Ω、km x /4.01Ω=；变压器的额定容量10MV A ，变比110/11，kW 200=k P 、10%=k U 、020kW P =、1%0=I 。试建立网络的等值电路。 解：首先计算线路的实际参数和变压器归算到低压侧参数。 线路AB ：()()()110.20.4501020 AB AB Z r jx l j j =+=+?=+Ω ()651111 310507.510 222 AB AB B b l S --==???=? 线路CD ：()()()22 1.20.41012 4 CD AB Z r jx l j j =+=+?=+Ω 变压器归算到低压侧参数： ()22 2222 11%20010.50.242 1.271 10001001001101010010 k N k N T T T N N PU U U Z R jX j j j S S ??=+=+=+=+Ω?? ()()4 02222 %20110 1.6538.26410 100010010001111001 k N m m m N N P I S Y G jB j j j S U U -?=-= +=-=-??? 1. 有名值等值电路，变压器采用Г型电路 （1）归算到10kV 侧的等值电路： 此时需要将AB 线路参数归算到低压侧，即有： ()()() ()110102 2 1020 0.10.2 11011AB AB Z j Z j k += = =+Ω ()()()()2 2431010111 1.510110117.510 222 AB AB B B k S --==???=? ( 7.510j ?()0.10.2j +Ω ()0.242 1.271j +Ω()124j +Ω （2）归算到110kV 侧的等值电路 此时需要将变压器和线路CD 的参数归算到高压侧，即有： ()()()() 2211010100.242 1.271 24.2127.1 T T Z k Z j j ==+=+Ω
电力系统短路电流计算书 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
电力系统短路电流计算书 1短路电流计算的目的 a.电气接线方案的比较和选择。 b.选择和校验电气设备、载流导体。 c.继电保护的选择与整定。 d.接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e.大、中型电动机起动。 2短路电流计算中常用符号含义及其用途 I－次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 a. 2 I－三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳定及b. ch 断路器额定断流容量。 i－三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 c. ch d.I∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e."z S－次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f.S∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3短路电流计算的几个基本假设前提 a.磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原 理。 b.在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c.各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
d.短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b＝100MVA，基准电压U b取各级电压的平均电压，即 U b ＝U p ＝ ，基准电流 b b I S = ；基准电抗2 b b b b X U U ==。 常用基准值表（S b＝100MVA） 各电气元件电抗标么值计算公式
第一章 电力系统等值电路 例1：有一长度为100km的110kV输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m，求线路参数及输电线路的等值电路。 解：线路单位长度电阻为 f 二需二or (as 由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为 % = /Be九=芮X 加=5940 (mm) 线路单位长度电抗为 戈卜兰① 144恥Y mO157=(U4451gy+ 0.0157^0,409 (fl/km) 线路单位长度电纳为 D ~ 5040 -2.78 鶯10 (S/kmJ *8；07719 不计电导参数，全线路的集中参数为 2= (n+hj) f = t(?x COJ7xiO-4O9) -17+}40.9 (0) r=j!>J = j2.78xl0-^xl00^j278xlt)-* (S) 该线路等值电路的修正系数应取为：k Z i，k Y1，则等值电路如1-9图所 示: l3^j40 9fH) JyXiT&Xlfr⑸278 XI 0^(5)
例2 :已知某三绕组变压器铭牌上的参数有 :额定容量 120MVA ，容量比为 Uk （3 1）%=14.7, Uk （2 3）%=8.8。试计算变压器参数，并作等值电路。 解 将变压器参数归算到一次侧（即22f ）kV 側h 导纳参数为 5 "他叮1000 乂 2新蛙m °⑸ _ Al % 几 _ Q-9 X 120 _ 22 3 X LO"^ （号） 址「血広厂100其220^ " 224 LU ⑸ 斤=偽一 j 鬲沁2J - j22?3） X 疗百 ⑸ 电阻参数为 △咛=土（△仏一0 + "1{3-1）（汩-"m （謝］ 列劈厂227 （器）［=婕W ） 眼吕［"眄+ △儿Z （鴛「- △严 k （3-l> 氏r 〕 100/100/50，变比为 220/121/10.5kv , I 0% 0.9，△ P0=123.1KW ， Pk (i 2)=660KW ， Pk (3 1)=256KW ， P k (2 3)=227KW ， U k (1 2) %=24.7， = 0.5 X 660 +
电力系统各元的参数与等值网络(doc 8页)
第二章 电力系统各元的参数及等值网络 一、电力系统各元件的参数和等值电路 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为—150，水平排列，其线间距离为4，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-1 解： 对LGJ —150型号导线经查表得：直径d =17mm Ω =5.31ρmm 2/km 于是半径： r =17/2=8.5mm 04 .5424433=???==ca bc ab m D D D D m=5040mm 单位长度的电阻：/21.0150 5 .3120 Ω== = S r ρ km / 225.0)]2040(0036.01[21.0)]20(1[2040Ω=-+?=-+=t r r αkm 单位长度的电抗： /416.00157.05 .85040 lg 1445.00157.0lg 1445.01Ω=+=+=r D x m km 单位长度的电纳： 18+j33.3Ω j1.09×10-4 S j1.09×10-4 S
比较知 U ＜U cr ，不会发生电晕。 2-3 某电力网由双回110kV 的输电线向末端变电所供电，其接线如图2-3（a ）所示，输电线长100km ，用LGJ —120型导线，在杆塔上布置如图2-3（b ）。末端变电所装两台110/11kV 、20000kV A 的三相铝线变压器，其型号为LGJ —20000/110。试求： ⑴用查表法计算40℃时，每公里架空线路的参数。 ⑵求末端变压器折到110kV 侧的参数。 ⑶求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。 ⑷校验此线路在t =25℃正常大气压下是否会发生电晕。 2-3 解： 110kV 10kV 2×LGJ -120 100km 2×SFL -20000/110 6 m 5 m 4 m 3.5m 3.5m 习题图 2－3 (a ) (b )
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地 的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶违规操作 如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路； ⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。 （1）电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导 体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭 到破坏。 （2）发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备 可能过热以致损坏。 （3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃
例5：如图所示，当接通开关S后，发现电流表指针偏转，电压表指针不 动，则故障可能是（） A．L1的灯丝断了B．L2的灯丝断了 C．L1的接线短路D．L2的接线短路 初中物理电学综合问题难点突破 电学综合题历来是初中物理的难点，在近几年的中考题中屡屡出现，由于试题综合性强，设置障碍多，如果学生的学习基础不够扎实，往往会感到很难。在实际教学中，许多教师采用的是“题海战术”，无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学，是一项很有价值的工作。 在长期的初中教学实践中，本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案，对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。一、理清“短路”概念。
在教材中，只给出了“整体短路”的概念，“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路，叫短路。”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题，如果导线不经过其他用电器而将某个用电器（或某部分电路）首尾相连就形成局部短路。局部短路仅造成用电器不工作，并不损坏用电器，因此是允许的。因它富于变化成为电学问题中的一个难点。 局部短路概念抽象，学生难以理解。可用实验帮助学生突 破此难点。实验原理如图1，当开关 S闭合前，两灯均亮（较暗）；闭合后， L1不亮，而L2仍发光（较亮）。 为了帮助初中生理解，可将L1比作 是电流需通过的“一座高山”而开关S 的短路通道则比作是“山里的一条隧 洞”。有了“隧洞”，电流只会“走隧洞”而不会去“爬山”。 二、识别串并联电路 电路图是电学的重要内容。许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了，电路中的电流强度、电压、电阻等物理量的计算也随之而错，造成“全军覆没”的局面，所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、并联两种基本的连接，不要求混联电路。区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。 识别串、并联有三种方法，⑴、电流法；⑵、等效电路法；⑶、去表法。 ⑴、电流法：即从电源正极出发，顺着电流的流向看电流的路径是否有分支，如果有，则所分的几个分支之间为并联，（分支前后有两个节点）如果电流的路径只有一条（无分支点），则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。 ⑵、等效电路法：此方法实质上运用了“电位”的概念，在初中物
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求：（1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15. 01=T X 15 . 00=T X 25 . 02=T X 25. 02==''X X d 图1-1
1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1. 在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2. 正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3. 负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入 代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4. 零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1. 单相(a相接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I =
复杂电路的简化方法 一 .“拆除法”突破短路障碍 短路往往是因开关闭合后，使用电器（或电阻）两端被导线直接连通而造成的，初学者难以识别。图1即为常见的短路模型。一根导线直接接在用电器的两端，电阻R被短路。既然电阻R上没有电流通过，故可将电阻从电路中“拆除”，拆除后的等效电路如图2所示。 图 1 图 2 二 .“分断法”突破滑动变阻器的障碍 较复杂的电路图中，常通过移动变阻器上的滑片来改变自身接入电路中的电阻值，从而改变电路中的电流和电压，从而影响我们对电路作出明确的判断。滑动变阻器的接入电路的一般情况如图3所示。若如图4示的接法，同学们就难以判断。此时可将滑动变阻器看作是在滑片P处“断开”，把其分成AP和PB两个部分，
即等效成图5的电路，其中PB部分被短路。当P从左至右滑动时，变阻器接入电路的电阻AP部分逐渐变大；反之，AP部分逐渐变小。
图 3 图 4 图 5 三 .突破电压表的障碍 1. “滑移法”确定测量对象 所谓“滑移法”就是把电压表正、负接线柱的两根引线顺着导线滑动至某用电器（或电阻）的两端，从而确定测量对象的方法，但是滑动引线时不可绕过用电器和电源（可绕电流表）。如图6，用“滑移法”将电压表的下端滑至电阻R1左端，不难确定，电压表测量的是R1和R2两端的总电压；将电压表的上端移至R3右端，也可确定电压表测量的是R3两端电压，同时也测的是电源电压。
2. “用拆除法”确定电流路径 因为电压表的理想内阻无穷大，通过它的电流为零，可将其从电路中“拆除”，即使电压表两端断开，来判断电流路径。如图6所示，用“拆除法”不难确定，R1和R2串联，再与R3并联。 图 6 四 .“去掉法”突破电流表的障碍 由于电流表的存在，对于弄清电流路径，简化电路存在障碍。因电流表的理想内阻为零，故可采用“去掉法”排除其障碍，即将电流表从电路中“去掉”，并将连接电流表的两个接线头连接起来。如图7，去掉电流表后得到的等效电路如图8所示。这样就可以很清楚地看清电路的结构了。
几种常见电路分析方法浅析 摘要：对电路进行分析的方法很多,如叠加定理、支路分析法、网孔分析法、结点分析法、戴维南和诺顿定理等。根据具体电路及相关条件灵活运用这些方法,对基本电路的分析有重要的意义。现就具体电路采用不同方法进行如下比较。 关键词：电路分析电流源支路电流法网孔电流法结点分析法叠加定理戴维宁定理与诺顿定理 Several Commonly Used Analytical Methods in Circuit Abstract: on the circuit analysis methods, such as superposition theorem, branch analysis method, mesh analysis method, nodal analysis method, Thevenin and Norton's theorem. According to the specific circuit and related conditions of flexibility in the use of these methods, the basic circuit analysis has important significance. The specific circuit using different methods are compared. Key words :Circuit Analysis of voltage source current source branch current method mesh current method nodal analysis method of superposition theorem and David theorem and Norton theorem in Nanjing. 引言：每种电路的分析方法，一般都有其适用范围。应用霍夫定律求解适用于求多支路的电流，但电路不能太复杂；电源法等效变换法适用于电源较多的电路；节点电位法适用于支路多、节点少的电路；网孔分析法使适用于支路多、节点多、但网孔少的电路；戴维宁定理和叠加定理适用于求某一支路的电流或某段电路两端电压。上面例题的电路比较简单，可选择任意一种方法求解，对于一些比较复杂但有一
电力网络等值电路算例 例：电力网络接线如图所示。线路AB 的参数为km r /2.01Ω=、km x /4.01Ω=、 km S b /10361-?=；线路CD 的参数为1 1.2/r km =Ω、km x /4.01Ω=；变压器的额定容量10MV A ， 变比110/11，kW 200=k P 、10%=k U .5、020kW P =、1%0=I 。试建立网络的等值电路。 解：首先计算线路的实际参数和变压器归算到低压侧参数。 线路AB ：()()()110.20.4501020 AB AB Z r jx l j j =+=+?=+Ω ()651111 310507.510 222 AB AB B b l S --==???=? 线路CD ：()()()22 1.20.41012 4 CD AB Z r jx l j j =+=+?=+Ω 变压器归算到低压侧参数： ()2222 22 11%20010.50.242 1.271 10001001001101010010 k N k N T T T N N PU U U Z R jX j j j S S ??=+=+=+=+Ω?? ()()402222 %20110 1.6538.26410 100010010001111001 k N m m m N N P I S Y G jB j j j S U U -?=-= -=-=-??? 1. 有名制等值电路，变压器采用Г型电路 （1）归算到10kV 侧的等值电路： 此时需要将AB 线路参数归算到低压侧，即有： ()()() ()110102 2 1020 0.10.2 11011AB AB Z j Z j k += = =+Ω ()()()()2 2431010111 1.510110117.510 222 AB AB B B k S --==???=? ( 7.510j ?0.10.2j +Ω 0.242 1.271j +Ω124j +Ω
XX 电力系统短路电流计算方案 1 短路电流计算的目的 a. 电气接线方案的比较和选择。 b. 选择和校验电气设备、载流导体。 c. 继电保护的选择与整定。 d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e. 大、中型电动机起动。 2 短路电流计算中常用符号含义及其用途 a. 2I －次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 b. ch I －三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳 定及断路器额定断流容量。 c. ch i －三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 d. I ∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e. "z S －次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f. S ∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3 短路电流计算的几个基本假设前提 a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。 b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。 d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4 基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b ＝100MVA ，基准电压U b 取各级电压的平均 电压，即U b ＝U p ＝1.05Ue ，基准电流 b b I S =；基准电抗 2b b b b X U U S ==。
常用基准值表（S 各电气元件电抗标么值计算公式 其中线路电抗值的计算中，X0为： a.6~220kV架空线取0.4 Ω/kM b.35kV三芯电缆取0.12 Ω/kM c.6～10kV三芯电缆取0.08 Ω/kM 上表中S N、S b单位为MVA，U N、U b单位为kV，I N、I b单位为kA。5炼油厂短路电流计算各主要元件参数 5.1系统到长炼110kV母线的线路阻抗（标么值） a.峡山变单线路供电时： ?最大运行方式下：正序0.1052； ?最小运行方式下：正序0.2281 b.某城变单线路供电时： ?最大运行方式下：正序0.1491